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1、 2023 年年 03 月月 14 日日 汽车汽车 证券研究报告证券研究报告 行业深度报告行业深度报告 相关研究相关研究 车用线束生产新变革,高压高速线束价量齐车用线束生产新变革,高压高速线束价量齐升升 2022.08.09 政策支持力度不减,新能源景气周期拉长政策支持力度不减,新能源景气周期拉长 2022.08.02 独立性声明独立性声明 作者保证报告所采用的数据均来自正规渠作者保证报告所采用的数据均来自正规渠道,分析道,分析逻辑基于本人的职业理解,通过合理逻辑基于本人的职业理解,通过合理判断并得出结论,力求客观、公正,结论不受判断并得出结论,力求客观、公正,结论不受任何第三方的授意、影响,
2、特此声明。任何第三方的授意、影响,特此声明。风险提示风险提示 1、下游需求增长不及预期 2、下游客户压价 3、技术发展不及预期 投资评级:投资评级:中性中性 相对指数表现相对指数表现 汽车汽车 分析师:宋辛南(分析师)分析师:宋辛南(分析师)联系方式:联系方式:0871-63577091 邮箱地址:邮箱地址: 资格证书:资格证书:S1200520070001 颠覆格局:整车集成化趋势下的投资思路颠覆格局:整车集成化趋势下的投资思路 报告摘要报告摘要 随着汽车智能化程度的提高,传统的分布式电子电气架构在运算效率、算力、整车重量等多个方面都出现了难以适应的情况,因此目前已经形成了整车电子电气架构集
3、成化的趋势。通过完成整车集成化程度的提高,将有效缩减车辆 ECU 数量,并明显减少相关线束用量,从而在提升汽车电子元件运算和通信效率的同时,减轻车身重量,实现整车轻量化。此外,这一过程还将打破汽车产业旧有的零部件供应体系。汽车的集中式架构将众多汽车电子零部件的软硬件深度耦合解开,于是传统的自下而上的供应链体系被打破,Tier 2 企业有机会直接与主机厂合资,Tier 1 企业则有机会摆脱供应商制约,整个汽车零部件供应链结构更加扁平化。与此同时,汽车相关软件将构成主机厂最主要的差异化竞争节点,进而实现真正的“软件定义汽车”,软件的重要程度随之提高,并且参照智能手机的发展路径,在后市场上还可能创造
4、出新的增值需求,从而形成新的盈利模式。而随着软件定义汽车的深入,再加上 OTA 等远程升级方式的成熟,汽车各项电子功能的升级迭代周期明显缩短,于是对主机厂和零部件供应商之间的响应和沟通速度提出了要求,因此本土企业在技术产品能够满足需求的情况下,将更具有竞争优势。在以上基础上,域控制器、线控底盘和汽车智能化软件将成为确定性最高的优先受益行业,其后续的市场规模和增长速度都有望处于较高水平。预计到 2025 年,域控制器行业市场规模将有望达到 411.53 亿元,线控底盘中线控转向、线控制动和线控悬架合计规模将有望达到约430 亿元,汽车智能化软件市场规模将有望达到近 800 亿元。-0.66-0.
5、36-0.070.230.520.822022-32022-62022-92022-122023-3汽车沪深300Table_PageHeader 汽车 请务必阅读末页的重要说明请务必阅读末页的重要说明 2 正文目录正文目录 1.整车集成化趋势愈发凸显整车集成化趋势愈发凸显.4 1.1.分布式电子电气架构分布式电子电气架构.4 1.2.域控制器架构域控制器架构.6 1.3.中央计算架构中央计算架构.7 1.4.小结小结.8 2.整车集成化趋势下的行业变革整车集成化趋势下的行业变革.9 2.1.产业链现状产业链现状.9 2.2.集成化趋势带来的供应链变革集成化趋势带来的供应链变革.10 2.2.
6、1.汽车软件所有权转移汽车软件所有权转移.10 2.2.2.主机厂谋求软件端的差异化主机厂谋求软件端的差异化.11 2.2.3.汽车产业链利润向两端转移汽车产业链利润向两端转移.12 2.2.4.软件所有权转移将是一个长期过程软件所有权转移将是一个长期过程.13 3.相关行业迎来发展机会相关行业迎来发展机会.13 3.1.域控制器域控制器.13 3.1.1.主要构成主要构成.14 3.1.2.行业格局行业格局.15 3.1.3.行业规模行业规模.16 3.2.线控底盘线控底盘.18 3.2.1.主要构成主要构成.19 3.2.1.1.线控转向线控转向.19 3.2.1.2.线控制动线控制动.2
7、1 3.2.1.3.线控悬架线控悬架.23 3.3.汽车智能化软件汽车智能化软件.25 4.相关企业相关企业.26 4.1.德赛西威德赛西威.26 4.2.华阳集团华阳集团.27 4.3.经纬恒润经纬恒润.28 4.4.伯特利伯特利.29 4.5.中科创达中科创达.30 5.风险提示风险提示.31 5.1.下游需求增长不及预期下游需求增长不及预期.31 5.2.下游客户压价下游客户压价.31 5.3.技术发展不及预期技术发展不及预期.31 pPnMXX9YbZdXpXcVNA6MbPbRpNoOsQnOeRrRoNiNqRpRaQqRsNxNsOrRwMrQoNTable_PageHeader
8、 汽车 请务必阅读末页的重要说明请务必阅读末页的重要说明 3 图图目录目录 图图 1.博世汽车电气架构演进博世汽车电气架构演进.4 图图 2.汽车分布式电子电气架构示意图汽车分布式电子电气架构示意图.5 图图 3.沃尔沃部分车型沃尔沃部分车型 ECU 数量(单位:个)数量(单位:个).5 图图 4.不同架构线束用量不同架构线束用量(左:分布式,右:域架构左:分布式,右:域架构).5 图图 5.分布式电子电气架构的瓶颈分布式电子电气架构的瓶颈.6 图图 6.博世的功能域开发思路博世的功能域开发思路.7 图图 7.中央计算架构中央计算架构.8 图图 8.中央计算架构下的位置域中央计算架构下的位置域
9、.8 图图 9.汽车汽车电子电气架构发展路径汽车汽车电子电气架构发展路径.9 图图 10.传统汽车行业供应链模式传统汽车行业供应链模式.9 图图 11.软件定义汽车的演进软件定义汽车的演进.10 图图 12.车企布局汽车软件的主要方式车企布局汽车软件的主要方式.12 图图 13.中国汽车产业相关行业净利润率中国汽车产业相关行业净利润率.12 图图 14.产业链价值向两端转移产业链价值向两端转移.13 图图 15.座舱域控制器芯片供应商座舱域控制器芯片供应商.16 图图 16.各类域控制器单车价值(元)各类域控制器单车价值(元).17 图图 17.线控转向渗透率预测线控转向渗透率预测.20 图图
10、 18.空气弹簧结构图空气弹簧结构图.23 图图 19.2015-2021 年乘用车空气悬架渗透率年乘用车空气悬架渗透率.24 图图 20.汽车软件各层级主要参与企业汽车软件各层级主要参与企业.25 图图 21.德赛西威收入情况德赛西威收入情况.27 图图 22.德赛西威归母净利润情况德赛西威归母净利润情况.27 图图 23.2021 年国内市场年国内市场 HUD 供应情况供应情况.28 图图 24.经纬恒润收入情况经纬恒润收入情况.29 图图 25.经纬恒润归母净利润情况经纬恒润归母净利润情况.29 图图 26.2021 年国内年国内 EPB 市场格局市场格局.30 表表目录目录 表表 1.
11、各类架构主要差异各类架构主要差异.11 表表 2.车辆五大功能域情况车辆五大功能域情况.14 表表 3.主流自动驾驶主流自动驾驶域控制器芯片供应商域控制器芯片供应商.15 表表 4.自动驾驶和座舱域出货量预测自动驾驶和座舱域出货量预测.17 表表 5.各类域控制器价格(单位:元各类域控制器价格(单位:元/套)套).18 表表 6.域控制器行业规模测算(单位:亿元)域控制器行业规模测算(单位:亿元).18 表表 7.转向系统的演进转向系统的演进.19 表表 8.线控转向主要企业线控转向主要企业.20 表表 9.线控制动厂商及客户情况线控制动厂商及客户情况.21 表表 10.2021 年中国乘用车
12、市场前装年中国乘用车市场前装 EPB 供应商上险量及份额供应商上险量及份额.22 表表 11.2021-2022 年中国乘用车市场线控制动份额年中国乘用车市场线控制动份额.22 表表 12.空气悬架应用车型空气悬架应用车型.24 表表 13.部分厂商软件付费情况部分厂商软件付费情况.26 Table_PageHeader 汽车 请务必阅读末页的重要说明请务必阅读末页的重要说明 4 1.整车集成化整车集成化趋势愈发凸显趋势愈发凸显 汽车的电子电气架构(EEA,Electrical/Electronic Architecture)首先由德尔福公司(Delphi Packard Electric C
13、o.,Ltd)提出,指的是集合了汽车的电子电气系统原理、中央电器盒设计、连接器设计、电子电气分配系统等设计为一体的整车电子电气解决方案。通过 EEA 的设计,可以将动力总成、驱动信息、娱乐信息等车辆信息转化为实际的电源分配的物理布局、信号网络、数据网络、诊断、容错、能量管理等的电子电气解决方案。目前汽车电子电气架构的发展路径主要由博世牵头,联合其他几家国际Tier 1 巨头共同提出,由最基础的分布式架构,转向域控制器架构,进而实现中央计算架构和云计算架构。图图 1.博世汽车电气架构演进博世汽车电气架构演进 资料来源:博世,红塔证券 1.1.分布式分布式电子电气架构电子电气架构 最近几十年中,随
14、着技术的发展,汽车在最初的纯机械设备上逐渐增加了电子设备,大规模集成电路的发展令汽车电子得以快速渗透,从原本的机械式动力系统,到电控动力系统,再到车载空调、电动车窗、智能中控、仪表等等,车辆电气化程度越来越高,因此汽车的电子电气架构设计在车辆设计中的重要性也越来越高。而在这个电气化功能逐渐被添加到车辆上的过程中,每添加一个功能,就会在车上做一次加法增加一套功能件及相应的ECU,因此目前市场上绝大多数车型采用的都是分布式电子电气架构,这是历史演变自然而然的结果。Table_PageHeader 汽车 请务必阅读末页的重要说明请务必阅读末页的重要说明 5 图图 2.汽车分布式电子电气架构示意图汽车
15、分布式电子电气架构示意图 资料来源:互联网 所谓分布式电子电气架构,指的是每个单一的功能单元彼此独立,各自需要各自单独的一个 ECU,根据具体配置分别控制诸如发动机、刹车、车窗等部件,而各个 ECU 之间则通过 CAN(Controller Area Network,控制器域网络)总线或 LIN(Local Interconnect Network,局部互联网络)总线连接在一起,从而实现信息的交换。然而如上所言,随着整车电子电气设备数量不断增加,智能化程度不断提高,在每个单一功能单元都需要一个对应的独立 ECU 的情况下,传统的分布式架构会导致整车 ECU 数量大幅增加,从几十个快速增加到上百
16、个,而相应的进行信息交互的线束用量也一并大幅增加,降低通信效率的同时,也明显增加了整车重量。图图 3.沃尔沃部分车型沃尔沃部分车型 ECU 数量数量(单位:个)(单位:个)图图 4.不同架构线束用量不同架构线束用量(左:分布式,右:域架构左:分布式,右:域架构)资料来源:沃尔沃,红塔证券 资料来源:WISEautomotive,红塔证券 随着汽车智能化程度提高,尤其是自动驾驶级别提高,相关软硬件对车辆整体算力的需求也大幅增长。单以自动驾驶为例,L2+级别算力需求 50 TOPS,L3 级别增长到 300 TOPS,而 L4 级别目前来看至少需要 700-1000 S80,19XC90,38V4
17、0,49S80,68V60 PHEV,78XC90,108020406080100120140199019952000200520102015202020252030Table_PageHeader 汽车 请务必阅读末页的重要说明请务必阅读末页的重要说明 6 TOPS,而在考虑预留冗余算力的情况下,车辆整体算力需求进一步增长,对传统的 LIN、CAN 等低速总线的通信带宽也不断提出挑战,因而在目前的分布式架构上难以实现。另外,由于功能件及其 ECU 高度耦合,并且通常由不同的供应商向主机厂提供,内嵌的底层代码和软件接口也各不相同,因此整车系统在集成的过程中还需要额外考虑设备的兼容问题,使得整车
18、数据交流的效率和可靠性下降。而且这种模式还导致了功能变更和添加的困难,因为每当需要修改或增加功能件的时候,整车厂就不得不与供应商协调开发,修改或者增加相应ECU 的通信系统,而这样的过程流程繁琐耗时长,也提高了整车厂的相关成本。图图 5.分布式电子电气架构的分布式电子电气架构的瓶颈瓶颈 资料来源:红塔证券 因此,目前整车厂商对车辆电子电气架构的设计正在向集成化程度更高的域架构发展。1.2.域域控制器控制器架构架构 由于分布式架构的种种问题和瓶颈,提高车辆电子电气架构的集成度就成了必然的发展方向,而显然这样的发展是不可能一蹴而就的,因此根据博世、大陆等 Tier 1 零部件厂商的理论,目前分布式
19、架构最好的替代方案是域控制器架构。所谓“域”就是将汽车电子系统划分为若干个模块,每个模块内部的系统架构由域控制器为主导搭建,用一个高算力的多核中央计算机取代以往的多个分布式 ECU 架构。除了极少使用的空间域之外,目前域控制器的“域”一般是指功能域,按照最典型的分类方法可分为动力总成、底盘控制、车身控制、娱乐系统(座舱域)、ADAS 这五个主要的域。在每个域中,域控制器相当于一个高性能ECU,负责处理域内部的功能控制和转发,这就需要控制器本身具备强大的ECU数量庞大,且容易出现数据重复的情况,导致总线带宽吃紧功能件与ECU一一对应,各ECU间存在算力的重叠和闲置每个功能件都需要对应ECU,数据
20、交流效率低需要线束有增无减,整车重量不断增加供应商独立供应,软硬件高耦合,结构封闭兼容性和扩展性弱,修改/增加功能困难软硬件高度耦合效率低而重量大总线带宽吃紧算力重叠或闲置Table_PageHeader 汽车 请务必阅读末页的重要说明请务必阅读末页的重要说明 7 处理功率和超高的实时性能以及大量的通信外设。各个域内部的系统互联仍可使用现如今十分常用的CAN 和FlexRay通信总线。而不同域之间的通讯,则需要由更高传输性能的以太网作为主干网络承担信息交换任务。博世提出的开发思路将车载电子系统按功能划分至驾驶辅助、车辆安全、车辆运动、娱乐信息和车身电子五大功能域,而相应的传感器和功能件以此为中
21、心实现功能,而在这个过程中,最大的变化就是在每个功能域上使用一个或少数几个高性能计算单元,替代原本数量庞大的 ECU,从而解决原本算力不足和效率低下的问题。图图 6.博世的博世的功能域开发思路功能域开发思路 资料来源:博世,红塔证券 而同时,随着单独的 ECU 被整合至域控制器,原本每个 ECU 对应的电力和数据线束也被整合至各自的单独总线,从而使得整车所需的线束总量明显降低。根据对特斯拉的车辆拆解数据,Model S 线束总长达到 3000 米,而Model 3 则在此基础上减少了一半以上,成本得到了降低,车身重量也得以减轻。1.3.中央计算架构中央计算架构 中央计算架构是对域控制器架构进一
22、步集成化的结果,其本质上是将算力进一步从域控制器集中到中央计算中心,而原本的功能域会被位置域取代,每个区域控制器(ZCU,Zonal Control Unit)负责车辆某个局部的感知、数据处理、控制和执行。这种模式由于算力进一步集中,因此冗余算力更少,效率更高,同时缩减了元件数量,并且实现就近布置线束,整体成本有所降低,通信接口数量也会减少,从而使得线束的组装自动化程度可以进一步提高,功能和硬件的扩展也更容易实现。Table_PageHeader 汽车 请务必阅读末页的重要说明请务必阅读末页的重要说明 8 图图 7.中央计算架构中央计算架构 资料来源:互联网,红塔证券 图图 8.中央计算架构下
23、的位置域中央计算架构下的位置域 资料来源:互联网,红塔证券 而更进一步的话,则会将汽车的部分功能直接转移至云端,车内架构更加简化,并且车内传感器和执行单元等直接被软件定义和控制,实现完全的软件定义汽车。1.4.小结小结 目前市场上的车辆中,由于成本、设计难度等因素,分布式电子电气架构仍然是主流,但在倾向于新技术的车企中,域控制器架构正在越来越多地被采用,其集成化程度也在日益提高。事实上,汽车电子电气架构的不断演进,也是车上功能件软硬件的解耦过程。车辆通过集成化的不断提升,从而实现计算中心化、零部件标准化和功能定制化,不仅能够提升车辆本身数据处理的效率,加强车辆的可扩展性,同时在生产环节也能提升
24、自动化率并降低线束等元件的使用量,减重降本。从发展趋势来看,随着以自动驾驶为首的智能化进程加快,尤其是在自动驾驶从 L2 到 L3 过渡的过程中,在不断提高的算力需求下,整车集成化从Table_PageHeader 汽车 请务必阅读末页的重要说明请务必阅读末页的重要说明 9 原本的软需求逐渐转变为刚需,再叠加新能源汽车快速发展带来的里程焦虑,车辆减重也需求也相应提高。图图 9.汽车汽车电子电气架构发展路径汽车汽车电子电气架构发展路径 资料来源:地平线,博世,红塔证券 因此我们判断,在智能驾驶级别不断提高的背景下,整车集成化的趋势已经愈发凸显。2.整车集成化趋势下的行业变革整车集成化趋势下的行业
25、变革 2.1.产业链现状产业链现状 在目前的传统汽车行业供应链中,主要采用的还是相对简单的线性的自下而上的供应链,即由 Tier 2 零部件供应商生产基础零部件,交由 Tier 1 厂商集成,然后以集成后的整体功能件的形式向主机厂直接提供(对于部分零部件,Tier 2 和 Tier 1 厂商有时是一体的)。而在这个过程中,主机厂通常只对零部件的生产提出需求,或进行浅层的合作开发,但整体来说零部件本身的设计和生产都是由零部件供应商主导。图图 10.传统汽车行业供应链模式传统汽车行业供应链模式 资料来源:红塔证券 开放式软件平台 资源池化 云计算+单车计算“中央层区”架构 面向服务的架构 加速软硬
26、件解耦 以太网作为骨干网 按功能划分的集中化 软件开发环境不一致 ECU 之间协调困难 CAN/LIN 通信速率低 可扩展性差 自下而上的供应链体系主机厂 整合功能件形成系统与设备集成 Tier 1 Tier 2 对零部件进行集成设计形成功能件 设计和生产基础零部件 Table_PageHeader 汽车 请务必阅读末页的重要说明请务必阅读末页的重要说明 10 在这种模式下,主机厂收到的功能件高度耦合,好处在于所得即可用,只需完成最后的组装调试工作即可完工,但这种模式下往往意味着某些功能件只能对应单一车型,从而使得主机厂对车辆的功能更新难度加大周期加长,开发成本也难以摊薄,已经不适应当下的市场
27、节奏。2.2.集成化趋势带来的供应链变革集成化趋势带来的供应链变革 2.2.1.汽车软件所有权转移汽车软件所有权转移 随着汽车电子电气架构由分布式向中央计算迈进,ECU 数量减少,与功能不再是一一对应,也即原先高度耦合的软硬件由此解耦,再进行集成化的设计。在这个过程中,软件端的重要性显著提升,“软件定义汽车”的概念被强化,汽车电子件的开发主导权被收拢,中小零部件厂商话语权明显减弱,而受益方则是主机厂和大型零部件厂商。图图 11.软件定义汽车的演进软件定义汽车的演进 资料来源:红塔证券 而不同架构下的核心差异,就在于软件在产业链中所处的位置。在传统的分布式架构下,软件由 Tier 2 厂商开发,
28、并直接与基础硬件耦合,形成简单ECU模块并向Tier 1厂商提供(这个过程中也有部分技术难度较高的ECU会由 Tier 1 厂商自行开发生产),而 Tier 1 厂商则是整合复数的简单 ECU 模块形成相对完整的功能系统,以总成的形式向主机厂供应。这种模式下,软件所有权与简单 ECU 绑定,零部件之间的协作相对较少,各个功能相对独立。而在域架构下,软件端的整合程度有所提高,通常直接由 Tier 1 厂商开发,针对的是整个功能总成,而 Tier 2 厂商的角色则从 ECU 供应商转变为功能硬件供应商,只按照 Tier 1 厂商基于软件设计提出的要求进行硬件端的开发和生产。这样的模式下,软件所有权
29、主要集中在 Tier 1 厂商手中,并且Table_PageHeader 汽车 请务必阅读末页的重要说明请务必阅读末页的重要说明 11 因为相关软件是直接针对功能总成开发,效率更高,并且更容易实现功能升级等操作,具有更高的附加价值量。这种模式目前在汽车产业已经有了一定程度的应用,主要集中在座舱域部分,而 OTA 功能的渗透率也有了较大幅度的增长。在展望中的中央计算模式下,汽车软件的重要性又进一步提升。出于对整车完整掌握的需求,主机厂将逐渐收拢汽车软件的所有权,基于整车需求来开发相关的软件,从而保证整辆车的各个功能在统一的运算中心控制下正常运转。这种模式下的软件结构集中,并且由于全部运算需求被集
30、中在中央计算中心完成,指令运算效率也更高,可以有效降低整车的算力需求。整车的各项功能将完全由所搭载的软件来定义。表表 1.各类架构主要差异各类架构主要差异 集中式架构集中式架构 域架构域架构 中央计算架构中央计算架构 软件所有权 Tier 2 Tier 1 主机厂 搭载软件的单元 简单 ECU 功能系统总成 整车 集成度 低 中 高 远程更新功能 无 有 有 资料来源:红塔证券 2.2.2.主机厂谋求主机厂谋求软件端的差异化软件端的差异化 以 Tier 1 为主的零部件大厂和主机厂自然会希望全面覆盖从应用层软件到中间件,再到底层软件,甚至到核心硬件的全流程,而这样的过程实际上就是将原先软硬件一
31、体的供应商的软件部分抽取出来自己整合的过程。而在这个过程中,主机厂的最终期望是自主掌握 应用层的汽车软件,并且通过这些软件的差异化形成自身的产品竞争力。目前来看,为了达成这一目标,主机厂主要通过自己研发和与供应商合作两种模式开展布局,而其中自己研发又有成立子公司和成立研发部门两种模式。例如上汽集团在 2020 年初筹备成立上汽集团软件中心;大众设立汽车软件部门 Car Software;广汽集团与中科创达合作建立智能汽车软件技术联合创新中心等,各大厂商都在通过不同的方式完成自己在汽车软件端的布局,而且其中也不乏宝马这样既自己成立研发部门,也对外与诚迈科技进行合作开发的多方下注行为。Table_
32、PageHeader 汽车 请务必阅读末页的重要说明请务必阅读末页的重要说明 12 图图 12.车企布局汽车软件的主要方式车企布局汽车软件的主要方式 资料来源:红塔证券 类似智能手机的发展历程,在软件定义汽车的路上,产品的竞争力最终将逐渐从车辆进入瓶颈的硬件端转向有着充足空间的软件端,通过不断发展的智能技术,以软件的形式向终端用户提供,从而构建出全新的产品竞争力体系。随着软件定义汽车的深入,再加上 OTA 等远程升级方式的成熟,汽车各项电子功能的升级迭代周期明显缩短,于是对主机厂和零部件供应商之间的响应和沟通速度提出了要求。因此只要本土汽车软件企业的产品技术能够达到要求,有望大大加快国产替代的
33、进程。2.2.3.汽车产业链汽车产业链利润向两端转移利润向两端转移 在汽车的传统产业链模式下,汽车零部件企业有着行业内最高的利润率,而提供原材料的上游,以及组装生产和销售整车的下游反而利润率较低。图图 13.中国汽车产业相关行业净利润率中国汽车产业相关行业净利润率 资料来源:产业信息网,公开资料整理 Table_PageHeader 汽车 请务必阅读末页的重要说明请务必阅读末页的重要说明 13 而在电子电气架构集中化的情况下,随着软件定义汽车程度的加深,产业链利润的分配也会随之发生转移,逐渐从单一的零部件端,分别转向上游汽车软件解决方案提供商和下游整车操作系统与软件服务端两头,而这其中,前者的
34、主体主要是 Tier 0.5 的零部件大厂和主机厂,后者则将是一个全新的主体,大概率会由 Tier 0.5 大厂和主机厂新设成立。图图 14.产业链价值向产业链价值向两端两端转移转移 资料来源:亿欧智库 2.2.4.软件所有权转移将是一个长期过程软件所有权转移将是一个长期过程 然而受限于现有的供应链体系和本身软件端的技术实力,这样的转变过程推进得会比较缓慢。而且从推动进程上来看,大型零部件供应商基于自身在现有供应链中的地位和掌握的软件端相关技术,先于主机厂完成整合的可能性较大。而事实上,在电子电气架构集中化的情况下,软件定义汽车是最核心的表征,汽车软件所有权成为产品持续更新的命脉,因此谁能掌握
35、相关的汽车软件技术,谁就能掌握供应链的主动权。考虑到零部件大厂与主机厂之间在这一领域的竞争合作关系,我们认为在有零部件大厂完成整合到主机厂完成整合的这个时间窗口至关重要,会决定供应链的主导方,并完成产业链利润的重新分配。3.相关行业相关行业迎来发展机会迎来发展机会 在电子电气架构集中化的过程中,由于产业链被重塑,不同领域的汽车零部件企业的产业链地位也会随之发生改变,同时再叠加逆全球化趋势的影响,以及国内随着新能源汽车产业发展带来的国产化替代需求,一些新的零部件领域和相应的企业主体将迎来发展机会。3.1.域控制器域控制器“软件定义汽车”的发展目标难以一蹴而就,主要原因就在于对于现有产业链的改变太
36、大,从而导致阻力重重,所以必须循序渐进。而域架构模式对于现有的产业链来说变动较小,因此目前来说最主流的技术路径是先实现域架构,再不断提高集成度至中央计算架构。Table_PageHeader 汽车 请务必阅读末页的重要说明请务必阅读末页的重要说明 14 根据博世、大陆等的划分标准,车辆按功能域划分可划分为五个域:动力域、底盘域、座舱域、智能驾驶域和车身域。其中动力域负责车辆动力控制,主要以三电系统为主;底盘域包括刹车、转向、减震等功能。这两者与汽车安全息息相关,对响应速度和延迟要求都很高,车企对这两者的集成也比较困难,因此目前仍然以传统 ECU 控制模式为主。座舱域和智能驾驶域则是现阶段整车智
37、能化个性化体现最明显的部分,同时由于兴起时间较短,因而与传统供应链的绑定程度也没有那么深,是现阶段迭代最快的两个域。车身域则主要是车身电子部分,包括雨刷、车窗、车门等,总体来说技术门槛相对较低,也最容易与座舱域融合。表表 2.车辆五大功能域情况车辆五大功能域情况 主要控制单元主要控制单元 核心壁垒核心壁垒 技术难度技术难度 渗透率渗透率 动力域 三电系统、BMS、整车控制器 硬件集成能力 制动及转向系统的控制算法 符合 AutoSAR 软件架构 通信、诊断、功能安全 较高 低 底盘域 刹车、转向、减震 集成驱动/制动/转向整体控制算法 符合 AutoSAR 软件架构 通信、诊断、功能安全 较高
38、 低 座舱域 车载娱乐、中控 CPU 芯片及外围电路硬件集成能力 操作系统/中间层软件的开发和应用能力 中 中 智能驾驶域 智能驾驶系统、车辆控制接口 CPU/GPU/MCU 等多芯片集成能力 操作系统/中间层软件的开发和应用能力 通信、诊断、功能安全 高 低 车身域 车灯、车门、车窗、雨刷等 传统 BCM 开发经验 硬件集成能力 较低 低 资料来源:盖世汽车,红塔证券 由于功能交互程度较高,车身域将率先与座舱域融合,而目前市场上最主要的域控制器产品也主要集中在这个领域内。3.1.1.主要构成主要构成 域控制器本质上是一套完整的控制系统,其中包括主控芯片、操作系统、中间件,以及相应的应用算法软
39、件等。基于域控制器的功能,目前域控制器中的主控芯片也逐渐发展为“CPU+XPU(XPU 包括 GPU、FPGA、ASIC 等)”的异构式 SOC,即在一块芯片上集成多个运算单元,从而支撑各种应用场景的不同需求。也因此,目前主控芯片是域控制器的核心部件。而在软件端,操作系统会与中间件一同,并嵌入系统内核、基础软件,从而形成一套嵌入式的底层系统,而基于操作系统之上单独开发的应用软件程序则是各主机厂打造品牌差异化的焦点,也即是前文提到的主机厂收拢软件所有权的本质原因。Table_PageHeader 汽车 请务必阅读末页的重要说明请务必阅读末页的重要说明 15 总的来说,域控制器的开发流程需要上游供
40、应商、Tier 1、主机厂等多方共同参与完成,而其中各个环节都有其相应的壁垒存在。3.1.2.行业行业格局格局 域控制器由于集成了以往多个 ECU 分别单独实现的功能,也就意味着需要处理比单个 ECU 多得多的数据量,同时因为需要对接的传感器和输出的功能件数量也明显增加,因此无论是对主控芯片的集成设计,还是对于整体系统的安全稳定考量来说,其难度都大幅提升,此外还要考虑到空间尺寸、散热、稳定性等因素,更进一步提高了对工业设计和制造环节的要求。在高算力芯片供应商方面,除了传统芯片厂商英伟达、恩智浦和高通外,海外的 Mobileye、TI 等厂商也在介入,而国内这边也有包括华为、地平线等厂商在进行研
41、发,但单从算力来说,目前基本上只有英伟达、高通、华为和英特尔(Mobileye)拥有 200 TOPS 以上算力芯片的生产能力。总体来说第一梯队主要是英伟达和 Mobileye 两家企业。在这些厂商中,Mobileye 是目前软硬件结合较好的成熟解决方案,具有一定的“即插即用”性质,主要面向 L2 及以下级别的需求。但由于其近似黑箱的模式,不利于主机厂进行需求定制和协作开发,近两年市场逐渐被生态开放的英伟达所挤占。而英伟达方面,其 Orin 芯片技术最成熟,同时在高阶自动驾驶领域(L2 以上级别)中具有技术领先,并且基于目前市场在售车型有相当一部分采用预搭载性能冗余的硬件,后续通过 OTA 升
42、级软件的模式,主机厂为 L3 甚至 L4 级别自动驾驶考虑的情况,选择英伟达芯片来做开发基本是唯一选项。而其他国内芯片厂商基本还在追赶,但依托本土响应速度快及成本较低等因素,成长速度很快。表表 3.主流自动驾驶域控制器芯片供应商主流自动驾驶域控制器芯片供应商 企业企业 芯片型号芯片型号 算力算力(TOPS)功耗功耗(W)制程制程(nm)搭载车型搭载车型 英伟达 Xavier 30 30 12 智己 L7 Orin 256 65 8 蔚来 ET7 Mobileye EyeQ4 2.5 3 28 广汽 Aion V EyeQ5 24 10 7 极氪 001 特斯拉 FSD 72 72 14 Mod
43、el Y 高通 Snapdragon Ride 700 130 5 WEY 摩卡 华为 麒麟 990A 3.5-28 北汽极狐 地平线 征程 3 5 2.5 12 岚图 FREE 黑芝麻 A1000 70 8 16 红旗 瑞萨 R-CAR V3U 60-12-恩智浦 S32-5-资料来源:公开资料整理,红塔证券 在座舱域方面,相比自动驾驶域算力需求相对较低,并且与自动驾驶域控制器芯片高度依赖 GPU 不同,智能座舱域控制器更依赖 CPU 性能。目前市场参与者主要包括两部分,即传统汽车芯片厂商(瑞萨、NXP、德州仪器Table_PageHeader 汽车 请务必阅读末页的重要说明请务必阅读末页的
44、重要说明 16 为代表)和消费级芯片巨头(高通、联发科、英特尔为代表)。这两类企业各具优势,前者在车规级芯片方面有充足经验,而消费级芯片在算力、运行速度等性能方面更符合座舱域控制器的需求。在 2015 年之前,市场主要被瑞萨等传统汽车芯片厂商占据,但随着座舱智能化程度的提高,越来越多的消费级芯片厂商进入了汽车芯片行业,目前高通的 8155 芯片已经占据了中高端车辆座舱主控芯片 80%的份额。图图 15.座舱域控制器座舱域控制器芯片供应商芯片供应商 资料来源:公开资料整理,红塔证券 对于 Tier 1 企业而言,域控制器作为一个系统整体,需要众多零部件,这样在品类和数量上都明显增加的物料需求,也
45、在考验企业的供应链管理能力。同时,由于多个功能叠加,主机厂对域控制器的时效性要求也会提高,从而需要供应商能够提供更快的研发迭代及需求响应速度,甚至可能需要有常驻外派人员,从而导致对人员的需求也会增加。3.1.3.行业规模行业规模 不同的域控制器由于功能不同,对性能的要求也各不相同,于是导致了各种不同的域控制器价格差异较大。总体来说,车身域控能最简单,价格也最低,单车价值大概在 500 元左右;而智能驾驶域控制器功能复杂,算力要求也高,单车价值量超过 6000 元。Table_PageHeader 汽车 请务必阅读末页的重要说明请务必阅读末页的重要说明 17 图图 16.各类域控制器单车价值(元
46、)各类域控制器单车价值(元)资料来源:公开资料整理,红塔证券 车身域控制器功能相对简单,目前技术也已经比较成熟,未来价格预计不会出现明显变化;动力域控制器目前技术比较成熟,但是规模较小,未来随着规模效应显现,价格有望降低;座舱域控制器本体情况与动力与控制器类似,但未来有与自动驾驶域融合的趋势,为了便于计算,我们仍按价格会出现降低考虑;低阶自动驾驶域控制器未来成本会下降,高阶的则仍有涨价空间。基于技术难度和发展必要性考虑,后续座舱域和自动驾驶域将是域控制器发展的主要领域,渗透率会有较为明显的提升。其中座舱域本身已经有较大规模的应用,且在技术较为成熟的情况下,后续渗透率提升速度会比较快;而自动驾驶
47、域则主要是需求驱动,高级别自动驾驶基本标配域控制器。车身、动力、底盘三类域控制器目前仍处于前期阶段,后续有提升预期,但由于并不具有绝对的必要性,渗透率空间相对有限。表表 4.自动驾驶和座舱域出货量预测自动驾驶和座舱域出货量预测 项目项目 单位单位 2021*2021*2022E2022E 2023E2023E 2024E2024E 2025E2025E 全国汽车销量全国汽车销量 万辆万辆 2,627.502,627.50 2,745.742,745.74 2,800.652,800.65 2,856.672,856.67 2,913.802,913.80 渗透率 L2 20%22%25%27%
48、30%L3 1%3%5%7%9%L4 0%0%0%1%2%自动驾驶域控制器自动驾驶域控制器 万套万套 115.61115.61 169.96169.96 245.06245.06 346.80346.80 477.86477.86 渗透率 L2 20%22%25%27%30%L3 40%45%50%55%60%L4 100%100%100%100%100%智能座舱域控制器智能座舱域控制器 105.10105.10 192.20192.20 280.07280.07 371.37371.37 524.48524.48 渗透率 4%7%10%13%18%资料来源:公开资料整理,红塔证券 50017
49、00200020006000Table_PageHeader 汽车 请务必阅读末页的重要说明请务必阅读末页的重要说明 18 表表 5.各类域控制器价格各类域控制器价格(单位:元(单位:元/套)套)自动驾驶 L2 2,000 1,800 1,620 1,458 1,312 L3 6,000 6,500 7,000 6,500 6,000 L4 8,000 10,000 11,000 10,000 9,000 智能座舱 2,000 1,960 1,921 1,882 1,845 车身 500 475 466 456 456 动力 2,000 1,960 1,921 1,882 1,845 底盘 2
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